Rangierbetrieb bei jedem Wetter

Mit der Zugbildungsanlage der Deutschen Bahn AG (DB) in Köln-Gremberg ist das weltweit modernste Stellwerk für Rangierbahnhöfe entstanden. Hier werden ankommende Güterzüge „zerlegt“ und je nach Bestimmungsort neu zusammengestellt. Wo früher Knöpfe gedrückt und Hebel betätigt wurden, erfolgt die Bedienung heute mittels Maus und Monitor. Bei der Projekt-abwicklung setzt Tiefenbach auf Schnellanschlussklemmen und Überspannungs-schutz-Komponenten von Phoenix Contact.

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85 Millionen Euro investiert die DB an ihrem Standort Köln-Gremberg in neue Automatisierungstechnologien. Die Firma Tiefenbach aus Sprockhövel in NRW übernahm die komplette Projektabwicklung für die DB Netz AG. Ziel des Projekts war die automatische Ablaufsteuerung des Stellwerkes – von der Modernisierung der Steuerung über die Installation der Systeme bis zur Inbetriebnahme.

Tiefenbach hat sich auf die Entwicklung und Herstellung von Komponenten und Systemlösungen für den schienengebundenen Verkehr sowie für Industrieanwendungen spezialisiert. Schwerpunkte sind Schalter, Anlagen, Systeme und Komplettlösungen für die Verkehrs-technik sowie deren effiziente und umweltverträgliche Anwendung in Industrie und Schienenverkehr. Steuerungs- und Regeltechnik sowie Automatisierung gehören ebenso zum Leistungsspektrum wie Produkte und Lösungen für die Telematik.

Das Stellwerk in Köln-Gremberg bildet einen wichtigen Knotenpunkt für den Güterschienenverkehr im Großraum Rhein-Ruhr und den anliegenden Ländern Benelux, Frankreich, England und Südeuropa.

Die erste Ausbaustufe der Nord-Süd-Tangente in Köln-Gremberg besteht aus 11 Einfahrgleisen, 31 Richtungsgleisen für die neu zusammen gestellten Güterzüge sowie 11 Ausfahrtgleisen.

Zugbildungsprozesse sind langwierig und kostenintensiv. Früher mussten Rangierlokomotiven die Züge auseinander ziehen, die Wagen rangieren und dann auf verschiedenen Gleisen wieder zusammenschieben. Bei modernen Zugbildungsanlagen werden entkoppelte Güterwagen über einen höher gelegenen Ablaufberg geschoben – um dann durch die Schwerkraft über zahlreiche Weichen auf eines der Richtungsgleise zu rollen. Wenn ein Güterzug auf den Richtungsgleisen vollständig ist, koppelt die Streckenlokomo-tive an und der Zug verlässt den Bahnhof.

Anlage für 165 Wagen pro Stunde

Für den Rangierbetrieb ist sowohl eine ausgeklügelte Gleissensorik und -aktorik als auch eine leistungsfähige und zuverlässige Steuer-ungstechnik notwendig. „Bei den ersten fünf Bauabschnitten mit dem zweigleisigen Ablaufberg und den 31 Richtungsgleisen werden allein auf der Einfahrseite und den Richtungsgleisen über 34 Weichen, 564 Doppelschienen-Schalter sowie 31 große und 230 kleine Bremsen in den Gleisen vollautomatisch gesteuert“, erläutert Dipl.-Ing. Oliver Fellner, Projektleiter bei Tiefenbach (Bild 2).

„Dazu kommen 37 Radargeräte, vier Lichtschranken mit Wagen-höhenermittlung sowie zwei Gewichtsmesseinrichtungen.“ Auf den Richtungsgleisen schieben 24 Förderschlitten die Wagen kuppelfertig zusammen. Betriebsdaten werden durch Messungen verschiedener Sensoren ermittelt, und ein Steuerrechner überprüft die Daten auf Plausibilität. Andere Steuerrechner nehmen die Daten der Sensoren auf und bedienen die Aktoren für einen vollautomatischen Ablauf.

Alle Kabel aus den Gleisen werden in Klemmenkästen (Bild 3) vor Ort sowie im Steuerhaus (Bild 4) am Kabelabschlussgestell über Schnellanschlussklemmen geführt – Typ QTC 1.5 MT aus der Produktfamilie Clipline von Phoenix Contact. Tiefenbach hat sich für diese Anschlusstechnik entschieden weil sie schnell zu installieren ist.

Überspannungsschutzmaßnahmen stehen immer an erster Stelle

Vom Kabelabschlussgestell wird zu den Überspannungsschutz-Modulen Plugtrab PT für die Signale sowie Valvetrab für die Weichenantriebe (Bild 5) rangiert. Überspannungsschutzmaßnahmen sind hier vorrangig, da immer mit Blitzeinwirkungen in das Stellwerk gerechnet werden muss. Das belegen auch Erfahrungen aus den letzten Jahren. Aus diesem Grund existieren bei der Deutschen Bahn Richtlinien zum Blitz- und Überspannungsschutz.

Alle ins Gleis geführten Kabel werden über den Überspannungsschutz geführt. Tiefenbach hat sich für Komponenten aus dem Produktprogramm Trabtech von Phoenix Contact entschieden, weil sich diese bei obligatorischen Wartungs- und Servicearbeiten stecken und ziehen lassen. Eine Unterbrechung oder Impedanzveränderung im Signalweg erfolgt dabei nicht.

„Dies ist für uns besonders wichtig, weil die Steuerungssysteme für Bahnanwendungen die Verbindungen zur Sensorik und Aktorik ständig auf Unterbrechung und Kurzschluss überprüfen“, erläutert Fellner. „So können diese Arbeiten ohne Beeinträchtigung des laufenden Betriebs erfolgen.“

Mit dem Ableiter-Prüfgerät „Checkmaster“ wird die Zuverlässigkeit der Überspannungsschutzgeräte bei regelmäßigen Service-Arbeiten überprüft. Die Überprüfungen unterstützen die Forderung der DB nach einer hohen Verfügbarkeit der Anlagen.

Die Auswahl der Überspannungsschutz-Komponenten erfolgte in intensiver Zusammenarbeit zwischen dem Entwicklungs- und Projektierungsteam der Firma Tiefenbach und Phoenix Contact. Der Überspannungsschutz muss exakt auf die Steuerung abgestimmt sein, damit er bei Blitzeinwirkungen in das Stellwerk für die sichere Anlagensteuerung sorgen kann.

Die neue Zugbildungsanlage in Köln-Gremberg wurde im Frühjahr 2006 in Betrieb genommen. Im ersten Nord-Süd-Bauabschnitt werden zur Zeit noch zwei automatisierte „Abdrückloks“ eingebunden. Außerdem erfolgt seitens der DB die Planung des zweiten Bauabschnitts mit weiteren 32 Richtungsgleisen. Parallel arbeitet Tiefenbach an der Projektierung weiterer Stellwerke. Auch dort wird Tiefenbach Überspannungsschutz von Phoenix Contact einsetzen.

Phoenix Contact, Tel. +49(0)5235 300

Dipl.-Ing. Bernd Fritzemeier, Mitarbeiter im Technical Support Überspannungsschutz, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg

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